(57)【要約】  点火コイルにおいて、センタ鉄心（３０）と、センタ鉄心（３０）の周囲に巻回される、一次コイル（１０）と、一次コイル（１０）の周囲に巻回される、二次コイル（２０）と、二次コイル（２０）の周囲に配置され、センタ鉄心（３０）と結合して閉磁路を形成する、サイド鉄心（７０）と、センタ鉄心（３０）、一次コイル（１０）、二次コイル（２０）及びサイド鉄心（７０）を収容する、ケース（５０）と、ケース（５０）内に充填される、絶縁樹脂（６０）とを有し、サイド鉄心（７０）は、センタ鉄心（３０）からサイド鉄心（７０）に向かう方向の幅が広い幅広部（７０ｂ）と、幅広部（７０ｂ）よりも幅が狭い幅狭部（７０ａ）とが形成されており、幅狭部（７０ａ）は、高圧側に設けられている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センタ鉄心と、
前記センタ鉄心の周囲に巻回される、一次コイルと、
前記一次コイルの周囲に巻回される、二次コイルと、
前記二次コイルの周囲に配置され、前記センタ鉄心と結合して閉磁路を形成する、
サイド鉄心と、
前記センタ鉄心、前記一次コイル、前記二次コイル及び前記サイド鉄心を収容する、
ケースと、
前記ケース内に充填される、絶縁樹脂とを有する点火コイルであって、
前記サイド鉄心には、前記センタ鉄心から前記サイド鉄心に向かう方向の幅が広い、
幅広部と、前記幅広部よりも前記幅が狭い、幅狭部とが形成されており、
前記幅狭部は、前記サイド鉄心の高圧側に設けられている、点火コイル。
【請求項２】
前記幅狭部の前記ケースに対向する面と、前記ケースとの間には、前記絶縁樹脂が充填されている、請求項１に記載の点火コイル。
【請求項３】
前記サイド鉄心は、
前記二次コイルに対向する面と、前記二次コイルに対向する面の両側面が、
エラストマ部材で被覆されており、
前記サイド鉄心の前記幅狭部は、その周囲を前記エラストマ部材で被覆されている、
請求項１に記載の点火コイル。
【請求項４】
前記サイド鉄心は、積層された複数の電磁鋼板により形成されており、
前記複数の電磁鋼板は、前記幅広部に施されたカシメにより固着されている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の点火コイル。
【請求項５】
前記幅狭部は、前記一次コイルの巻回方向の断面積が、
前記センタ鉄心の、前記一次コイルの巻回方向の断面積の８０％以上である、
請求項１から４のいずれか１項に記載の点火コイル。
【請求項６】
前記幅広部は、複数に分割され、
前記複数に分割された前記幅広部は、マグネットを介して結合されている、
請求項１から５のいずれか１項に記載の点火コイル。
【請求項７】
前記サイド鉄心は、前記幅狭部と前記幅広部とに分割され、
前記幅狭部と前記幅広部とは、板状のマグネットを介して結合され、
前記板状のマグネットは、前記幅狭部と前記幅広部との間において、
低圧側の面が前記ケースの方に向くように、傾斜して配置される、
請求項１から５のいずれか１項に記載の点火コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば内燃機関に取り付けられて、点火プラグに高電圧を供給し、火花放電を発生させる、点火コイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関用の点火コイルは、例えば、特許文献１に示すように、センタ鉄心の外周に、１次コイルと２次コイルを巻回し、その外側に、サイド鉄心を配置して閉磁路を構成している。これらは、樹脂製の絶縁ケース内に収容され、さらにケース内の空間には、エポキシ樹脂などの絶縁材が充填されて絶縁を保っている。また、冷熱応力緩和のために、鉄心の周囲をエラストマ部材で被覆している。しかし、サイド鉄心全体をエラストマ部材で被覆した場合、点火コイルの寸法が大きくなってしまう。そこで、特許文献１に記載された点火コイルでは、サイド鉄心を被覆するエラストマ部材の、外周面を除去して、点火コイルの小型化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１０９５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年は、内燃機関の圧縮比を大きくして燃費向上を図る車両が開発されており、圧縮比を大きくした場合、点火コイルの出力電圧を高くする必要がある。そして、点火コイルの二次コイルと対向しているサイド鉄心には、二次コイルの発生電圧に応じた電圧が発生する。このため、特許文献１に記載された点火コイルのように、サイド鉄心の高圧側の周囲に、絶縁材の被覆を設けない場合には、出力電圧を高電圧化すると、点火コイルの周辺に存在するグランドに、放電してしまうおそれがある。【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、出力電圧を高電圧化した場合においても、寸法を大きくすることなく、外部放電を抑制することのできる点火コイルを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による点火コイルは、センタ鉄心と、センタ鉄心の周囲に巻回される一次コイルと、一次コイルの周囲に巻回される二次コイルと、二次コイルの周囲に配置され、センタ鉄心と結合して閉磁路を形成するサイド鉄心と、センタ鉄心、一次コイル、二次コイル及びサイド鉄心を収容するケースと、ケース内に充填される絶縁樹脂とを有し、サイド鉄心には、センタ鉄心からサイド鉄心に向かう方向の幅が広い幅広部と、前記幅広部よりも前記幅が狭い幅狭部とが形成されており、幅狭部は、前記サイド鉄心の高圧側に設けられている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明による点火コイルによれば、サイド鉄心の高圧側に、センタ鉄心からサイド鉄心に向かう方向の幅が狭められた幅狭部を形成することにより、出力電圧を高電圧化した場合においても、寸法を大きくすることなく、外部放電を抑制することのできる点火コイルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１における点火コイルを示す図である。
【図２】図１の点火コイルの、ＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図及び部分拡大図である。
【図３】図１の点火コイルの、ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図及び部分拡大図である。
【図４】この発明の実施の形態２における点火コイルを示す図である。
【図５】図４の点火コイルの、Ｖ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】図４の点火コイルの、ＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】この発明の実施の形態３における点火コイルを示す図である。
【図８】この発明の実施の形態４における点火コイルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の点火コイルの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における点火コイルを示す構成図である。また、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図及びその部分拡大図、図３は、図１のＩＩＩ−ＩIＩ線に沿う断面図及びその部分拡大図である。
【００１１】
図１及び図２に示すように、実施の形態１による点火コイルは、ケース５０内に、一次コイル用ボビン１２に巻装された一次コイル１０が設けられている。一次コイル１０の外側には、二次コイル用ボビン２２が設けられており、この二次コイル用ボビン２２には、一次コイル１０の例えば１００倍の巻数分の二次コイル２０が巻装されている。筒状の一次コイル用ボビン１２には、一次コイル１０及び二次コイル２０と磁気的に結合されたＩ型のセンタ鉄心３０が貫通している。このセンタ鉄心３０は、一次コイル１０及び二次コイル２０を囲った、Ｃ型のサイド鉄心７０と閉磁路を形成している。点火コイルは、これらの一次コイル１０、一次コイル用ボビン１２、二次コイル２０、二次コイル用ボビン２２、センタ鉄心３０及びサイド鉄心７０により構成されている。また、図１に矢印とともに記したＬとＨは、それぞれ、点火コイルの低圧側と高圧側を示している。
【００１２】
図１に示すように、点火コイルのケース５０内には、ケース５０の内壁側面とサイド鉄心７０との間にＩＣ９０が配置される。図２及び図３に示すように、ケース５０内には、熱硬化性のエポキシ樹脂である絶縁樹脂６０が充填されて、硬化されるが、図１では、ケース５０の内部に配置された各部品の構成をわかりやすくするため、ケース５０内に充填される絶縁樹脂６０を除いている。
【００１３】
上記構成の点火コイルでは、電子制御ユニットからの駆動信号に基づいて、ＩＣ９０が一次コイル１０に流れる一次電流の通電、遮断を制御する。この駆動信号により、内燃機関の所定の点火時期に一次コイル１０に流れる一次電流を遮断すると、一次コイル１０に逆起電力が発生し、二次コイル２０に高電圧を発生する。そして、発生した高電圧は、図１の高圧側に配置された、図示しない点火プラグに印加される。
【００１４】
図２は、点火コイルの高圧側の断面図を示している。サイド鉄心７０は、複数の電磁鋼板で構成されており、図２に示すＹ方向に積層されている。図２に示すように、サイド鉄心７０の高圧側には、積層方向に直交するＸ方向の幅がＷａに形成された幅狭部７０ａが設けられている。
【００１５】
図２の拡大図に示すように、幅狭部７０ａの、二次コイル２０と対向する面は、エラストマ部材４０で形成された被覆４０１により覆われており、幅狭部７０ａの、積層方向の上部及び下部は、それぞれエラストマ部材４０で形成された被覆４０２及び４０３により覆われている。そして、幅狭部７０ａの、二次コイル２０に対向する面と反対側の面は、エラストマ部材４０で形成された被覆４０４により覆われている。このように、周囲をエラストマ部材４０により被覆されたサイド鉄心７０と、ケース５０との間には、さらに絶縁樹脂６０が充填されている。
【００１６】
図３は、点火コイルの低圧側の断面図を示している。図３に示すように、サイド鉄心７０の低圧側には、積層方向に直交するＸ方向の幅がＷｂに形成された幅広部７０ｂが設けられている。ここで、Ｗａ＜Ｗｂである。幅狭部７０ａと同様に、幅広部７０ｂの、二次コイル２０と対向する面と、積層方向の上部及び下部は、それぞれエラストマ部材４０で形成された被覆４０１、４０２及び４０３により覆われている。高圧側と異なり、幅広部７０ｂの、二次コイル２０に対向する面と反対側の面には、被覆４０４を設けておらず、絶縁樹脂６０のみで絶縁している。低圧側は電圧が低いので、被覆４０４を設けなくとも、周囲に放電するおそれはない。
【００１７】
積層鋼板により構成されたサイド鉄心７０は、図１に示す幅広部７０ｂのカシメ部７０ｃにおいて、カシメが施されている。ここで、カシメを幅広部７０ｂに施すのは、カシメによって電磁鋼板に生じる歪により、サイド鉄心７０の性能が低下するのを抑制するためである。
【００１８】
このように、実施の形態１の点火コイルによれば、サイド鉄心７０の高圧側の幅を狭くして幅狭部７０ａとし、周囲をエラストマ部材４０で被覆して、さらにこのエラストマ部材４０とケース５０との間に、絶縁樹脂６０を充填しているので、サイド鉄心７０に高電圧が誘起しても、外部に放電することがない。また、サイド鉄心７０の低圧側は、外部に放電するおそれがないことから、ケース５０側をエラストマ部材４０で被覆せず、ケース５０との間に充填された絶縁樹脂６０のみにより絶縁しているので、点火コイルの低圧側の寸法が大きくなることはない。
【００１９】
実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２における点火コイルを示す構成図である。また、図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図、図６は、図４のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。図４ないし図６に示すように、実施の形態２における点火コイルは、サイド鉄心７１と、エラストマ部材４１の形状が異なるほかは、実施の形態１と同様の構成を有している。なお、図１と同様に、図４では、ケース５０の内部に配置された各部品の構成をわかりやすくするため、ケース５０内に充填される絶縁樹脂６０を除いている。
【００２０】
実施の形態２では、サイド鉄心７１の幅狭部７１ａと幅広部７１ｂとの間を、図４に示すように、徐々にＸ方向の幅が変化するように形成している。そして、図５に示すように、サイド鉄心７１の幅狭部７１ａとケース５０との間を、エラストマ部材４１で被覆することに替えて、絶縁樹脂６０の層を厚くして絶縁している。
【００２１】
エラストマ部材４１は熱可塑性樹脂であり、高温で融解して液体状となり、温度の低下とともに硬化するものである。よって、エラストマ部材４１を用いて、サイド鉄心７１の周囲に被覆を形成する場合には、被覆の形状に沿って製作された金型のキャビティに、高温で溶融したエラストマ部材４１を注入し、冷却して硬化させる必要がある。
【００２２】
しかしながら、溶融したエラストマ部材４１は流動性が悪いので、被覆の形状が薄く、金型のキャビティに十分な隙間がない場合には、キャビティの隅までエラストマ部材４１が流れにくい。このため、サイド鉄心７１の周囲に、エラストマ部材４１の被覆を成形する場合には、被覆に一定以上の厚みをもたせる必要がある。
【００２３】
一方、エポキシ樹脂からなる絶縁樹脂６０は、熱硬化性樹脂で、常温で流動性の良い液体状であり、高温で加熱することにより硬化するものである。よって、絶縁樹脂６０は、狭い空間であっても、常温で隅まで注入することが可能である。
【００２４】
したがって、ケース５０とサイド鉄心７１との距離が短いため、隙間が狭く、エラストマ部材４１の被覆を厚くできない場合や、被覆の形状が複雑な場合には、エラストマ部材４１の被覆を形成するよりも、流動性の良い絶縁樹脂６０を隙間に充填した方が、効率良く絶縁層を形成することができる。また、絶縁樹脂６０をケース５０内に充填して絶縁層を形成する場合には、充填する空間の大きさに応じた絶縁層が形成されるので、サイド鉄心７１に発生する電圧に応じて、充填する空間の大きさを設定することにより、必要な厚みの絶縁層を形成することができる。
【００２５】
このように、実施の形態２の点火コイルによれば、サイド鉄心７０の幅狭部７１ａにエラストマ部材４１の被覆を形成することなく、絶縁樹脂６０を用いて、幅狭部７１ａとケース５０との間に、必要な厚みを有する絶縁層を形成することができる。
【００２６】
実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３の点火コイルを示す図である。図７に示すように、実施の形態３では、サイド鉄心７２の幅広部７２ｂを分割し、分割した幅広部７２ｂの間に、板状のマグネット８０を挿入して結合している。また、サイド鉄心７２の幅狭部７２ａの、ＸＹ平面における断面積を、センタ鉄心３０のＸＹ平面における断面積の８０％以上としている。その他の構成については、実施の形態１と同様である。このように、実施の形態３の点火コイルによれば、点火コイルの外形を大きくすることなく、大型のマグネット８０を用いて、点火コイルを高出力化することができる。
【００２７】
なお、実施の形態３では、サイド鉄心７２の幅狭部７２ａの周囲を、エラストマ部材４２で被覆しているが、実施の形態２のように、幅狭部７２ａとケース５０との間は、絶縁樹脂６０の層としてもよい。
【００２８】
実施の形態４．
図８は、本発明の実施の形態４の点火コイルを示す図である。図８に示すように、実施の形態４では、サイド鉄心７３の幅狭部７３ａと幅広部７３ｂとの間に、板状のマグネット８１を挿入して結合している。その他の構成については、実施の形態１と同様である。
【００２９】
図８に示すように、実施の形態４では、マグネット８１を、低圧側の面がケース５０側に向くように、斜めに挿入している。図８において、センタ鉄心３０からサイド鉄心７３に流れる磁束の向きは、反時計回りとなっており、図８に示すように、磁束の向きに沿ってマグネット８１を挿入することにより、磁束の流れはスムーズになる。
【００３０】
このように、実施の形態４では、板状のマグネット８１を、幅狭部７３ａと幅広部７３ｂとの間に、磁束の流れる向きに沿って斜めに挿入することにより、大型のマグネット８１を用いて、点火コイルを高出力化することができる。また、大型のマグネット８１の表裏の全面が、サイド鉄心７３の断面と当接するので、マグネット８１の磁束をより効率的にサイド鉄心７３に印加することができる。
【００３１】
なお、実施の形態４では、サイド鉄心７３の幅狭部７３ａの周囲を、エラストマ部材４３で被覆しているが、実施の形態２のように、幅狭部７３ａとケース５０との間は、絶縁樹脂６０の層としてもよい。
【００３２】
また、実施の形態１〜４では、サイド鉄心７０〜７３の形状をＣ型としているが、これに限るものではなく、例えばＯ型としてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１０  一次コイル、１２  一次コイル用ボビン、２０  二次コイル、２２  二次コイル用ボビン、３０  センタ鉄心、４０〜４３  エラストマ部材、４０１〜４０４  被覆、５０  ケース、６０  絶縁樹脂、７０〜７３  サイド鉄心、７０ａ〜７３ａ  幅狭部、７０ｂ〜７３ｂ  幅広部、７０ｃ  カシメ部、８０，８１  マグネット、９０  ＩＣ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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